科技創(chuàng)新的開拓者 提攜后學(xué)的引路人——記中國工程院院士丁傳賢

編者按：丁傳賢，無機(jī)涂層材料專家，從事等離子體噴涂涂層配方、工藝、性能、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究50余年，取得20余項科研成果，其中多項榮獲國家、中科院、上海市等獎勵。先后研制可供實用的電弧等離子體噴涂設(shè)備和高溫防熱、耐磨、生物相容、紅外輻射、電解催化等涂層材料，在我國國防和民用工業(yè)中得到應(yīng)用，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

丁傳賢院士及其研發(fā)團(tuán)隊研制的耐磨涂層在我國最近發(fā)射的“長征六號”和“長征七號”等新型運(yùn)載火箭的發(fā)動機(jī)中獲得應(yīng)用，保障了新型運(yùn)載火箭的成功發(fā)射，為我國航天事業(yè)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。本期就讓我們走近丁傳賢院士，去了解他潛心科研搞創(chuàng)新、提攜后學(xué)為人梯的那些事兒。

丁傳賢（1936-），江蘇省海門市人，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員、博士生導(dǎo)師。1959年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系，同年，進(jìn)入中國科學(xué)院冶金陶瓷研究所（上海硅酸鹽所前身）工作，曾以訪問學(xué)者身份在美國紐約州立大學(xué)石溪分校材料系工作?，F(xiàn)任中國科學(xué)院特種無機(jī)涂層重點實驗室發(fā)展顧問委員會主任、《無機(jī)材料學(xué)報》、《摩擦學(xué)學(xué)報》和《材料保護(hù)》編委，中國農(nóng)工民主黨第十一屆和十二屆中央委員，九屆和十屆全國政協(xié)委員。1995年當(dāng)選為中國工程院院士。

潛心科研　為國爭光

據(jù)新華社報道，“長征七號”是大推力運(yùn)載火箭，采用無毒、無污染且具有自主知識產(chǎn)權(quán)的液氧煤油發(fā)動機(jī)。已于2016年6月25日在海南文昌航天發(fā)射中心發(fā)射成功，實現(xiàn)了“成功首飛”的預(yù)定目標(biāo)，為后續(xù)任務(wù)打下了堅實基礎(chǔ)。

液氧煤油發(fā)動機(jī)是我國目前最先進(jìn)的新一代航天動力，它賦予了“長征六號”、“長征七號”以及后續(xù)即將發(fā)射的“長征五號”一顆強(qiáng)勁的“心臟”，該發(fā)動機(jī)的成功研制標(biāo)志著我國成為世界上第二個自主掌握液氧煤油高壓補(bǔ)燃火箭發(fā)動機(jī)核心技術(shù)的國家，因而成為新型“長征”系列運(yùn)載火箭的一大亮點。

作為液氧煤油發(fā)動機(jī)技術(shù)關(guān)鍵之一的泵端動密封機(jī)構(gòu)，承載著高轉(zhuǎn)速、高壓力、強(qiáng)氧化等苛刻摩擦工況，此前，國內(nèi)尚無滿足要求的動密封配對摩擦副材料可供選擇。液氧煤油發(fā)動機(jī)研制初期，國內(nèi)相關(guān)單位提供型號總體單位的密封動環(huán)耐磨涂層由于碎裂造成密封失效，引發(fā)試車爆炸。為此，型號總師慕名找到丁傳賢院士，希望獲得中科院上海硅酸鹽所在耐磨陶瓷涂層方面的技術(shù)支持。據(jù)《中國科學(xué)報》8月15日披露，此次“長征七號”運(yùn)載火箭液氧煤油發(fā)動機(jī)上獲得成功應(yīng)用的耐磨涂層等關(guān)鍵材料便來自中科院上海硅酸鹽研究所丁傳賢院士研發(fā)團(tuán)隊。

丁傳賢及其研發(fā)團(tuán)隊針對液氧煤油發(fā)動機(jī)泵端面動密封苛刻的服役工況，潛心研究、刻苦攻關(guān)，采用耐磨陶瓷涂層方案，通過涂層材料導(dǎo)熱性能與微結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，最終突破了涂層設(shè)計、力學(xué)性能、抗熱沖擊性能、耐磨性能及制造工藝完善、可控等技術(shù)難題，滿足發(fā)動機(jī)渦輪泵和氧泵端面動密封的技術(shù)要求，并向用戶單位提供了密封動環(huán)涂層部件，由此確保了總體單位后續(xù)試車的順利推進(jìn)。

丁傳賢院士及其研發(fā)團(tuán)隊的技術(shù)成果在新型“長征”系列運(yùn)載火箭上獲得成功應(yīng)用，凝聚著研發(fā)團(tuán)隊刻苦攻關(guān)、攀登高峰的漫長而艱苦的過程，從首次提供涂層部件至今已走過了18個年頭。

立志報國　無怨無悔

1936年，丁傳賢出生于江蘇省海門市的一個集鎮(zhèn)，留在他記憶中的求學(xué)之路充滿艱辛。1952年，結(jié)束了艱苦生活的初中學(xué)業(yè)，丁傳賢院士進(jìn)入江蘇省南通中學(xué)。這是一所建立于1901年的名校，有諸多學(xué)識淵博、教學(xué)認(rèn)真負(fù)責(zé)的老師。化學(xué)老師顧昌祖就是其中的一位，他那直觀形象、生動有趣的教學(xué)方式，給丁傳賢留下了深刻的印象。顧老師正確的教學(xué)方法激發(fā)了丁傳賢對化學(xué)的濃厚興趣，進(jìn)而使他深深地愛上了化學(xué)，最終考取了復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系，從此將一輩子獻(xiàn)給了喜歡的科學(xué)研究。

自主創(chuàng)新　不畏艱辛

1959年，丁傳賢自復(fù)旦大學(xué)畢業(yè)，進(jìn)入中國科學(xué)院冶金陶瓷研究所（即現(xiàn)在的上海硅酸鹽研究所），他從此扎根該所摸爬滾打，一干就近60年。

中國科學(xué)院冶金陶瓷研究所前身為1928年成立的國立中央研究院工程研究所，1959年底根據(jù)學(xué)科發(fā)展的需要，冶金和陶瓷研究部門分立，分別成立了中國科學(xué)院上海冶金研究所和上海硅酸鹽研究所（英文名仍為陶瓷研究所），丁傳賢進(jìn)入了新成立的上海硅酸鹽研究所。

在20世紀(jì)60年代，為解決我國“兩彈一星”工程以及國家現(xiàn)代化建設(shè)急需的特種涂層材料前沿研究課題，硅酸鹽研究所成立了第六研究室（即現(xiàn)在的中國科學(xué)院特種無機(jī)涂層重點實驗室），從事無機(jī)涂層的制備、應(yīng)用和相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

丁傳賢清楚地記得，大學(xué)畢業(yè)一到研究所，便一直從事等離子體噴涂層材料配方、工藝、結(jié)構(gòu)、性能和相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)研究。在許多工程設(shè)計中，一些零部件，特別是化工和機(jī)械設(shè)備的零部件有特殊的要求，比如軸套需要有更高的耐磨度，有的零件需要具有防熱的效果，還有的零部件需要有節(jié)能效果，如此等等，均在其研究之列。

在該實驗室里，丁傳賢在長期的科研過程中逐漸養(yǎng)成了耐得住寂寞，不急功近利的工作作風(fēng)，他潛心投入，刻苦鉆研，帶領(lǐng)團(tuán)隊一步一個腳印、扎扎實實地取得了一項又一項的自主創(chuàng)新成果，先后成功研制出高溫隔熱涂層、耐磨涂層、生物相容、紅外輻射、電解催化等多個涂層系列，在宇航、飛機(jī)、輕工、紡織、機(jī)械、醫(yī)療等行業(yè)獲得了較好的應(yīng)用。

特別值得一提的是，在當(dāng)時科研設(shè)備極為簡陋、環(huán)境惡劣的條件下，年輕的丁傳賢及其同事卻能吃苦耐勞，戰(zhàn)勝重重困難，經(jīng)受各種磨練，終于取得成功。1965年9月，《人民日報》曾以“我國第一臺可供實用的等離子噴涂設(shè)備——電弧等離子射流噴槍誕生”為題對其創(chuàng)新成果進(jìn)行了報道。

丁傳賢說，幾十年前，干等離子噴涂是一個又苦又臟又累的差事兒，噴涂都是人工操作的，既要受到紫外線和噪聲的影響，還要忍受灰塵的污染。而隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，現(xiàn)今的實驗室則是另一番情形了：機(jī)器人拿著噴槍在1.9米高封閉的防護(hù)室中操作，工作人員則在墨色玻璃透視窗后進(jìn)行操作——既沒有紫外線，也沒有噪聲，更沒有灰塵對人體的侵害。

造陶瓷骨　獲得應(yīng)用

丁傳賢院士通過艱苦奮斗、自行研發(fā)的另一創(chuàng)新成果——等離子噴涂生物陶瓷人造骨及關(guān)節(jié)技術(shù)也同樣得到了推廣和應(yīng)用，并造福了骨關(guān)節(jié)患者。

丁傳賢院士于20世紀(jì)70年代在國內(nèi)率先提出采用等離子噴涂生物陶瓷涂層工藝，用于制造人造骨與人造關(guān)節(jié)涂層。歷時10余年，其研發(fā)項目終獲成功，陶瓷骨被證實具有良好生物相容性，能與人體肌肉和骨頭緊密結(jié)合并“和睦相處”。

昔日，新華社及《新民晚報》等媒體就曾報道，上海面世的能與人體“和睦相處”的陶瓷涂層骨。報道稱，經(jīng)過臨床應(yīng)用，我國尺寸最大的等離子噴涂生物陶瓷人造全股骨連體髖、膝關(guān)節(jié)植入人體的使用壽命突破18年。

陶瓷骨的“內(nèi)心”是金屬鈦合金，表面披著的陶瓷“外衣”則是用攝氏近萬度高溫的等離子體高速噴涂而成。陶瓷涂層與體液發(fā)生反應(yīng)后，會在其表面形成類骨磷灰石，與人體骨組織中的主要無機(jī)成分相似，可加速骨骼愈合、促進(jìn)組織生長。近10余年來，實驗室研制成功的羥基磷灰石和鈦涂層，并加涂髖臼和股骨柄及其他骨植入體30萬余件，供有關(guān)廠商投放市場，取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

目前，我國正步入老齡化社會，因運(yùn)動過量、外傷事故等產(chǎn)生的骨與關(guān)節(jié)損傷逐漸增多，與此同時骨腫瘤發(fā)病率和診斷率上升，人工關(guān)節(jié)、種植牙等硬組織植入體以及血管支架和心臟瓣膜等心血管植入器械這類與人口老齡化相關(guān)的醫(yī)療器械需求也正持續(xù)增長。但國內(nèi)高端醫(yī)療器械產(chǎn)品目前仍以進(jìn)口為主，國產(chǎn)產(chǎn)品的市場占有率仍較低。我國可發(fā)揮相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)優(yōu)勢，推進(jìn)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新，這樣既有利于提供百姓需要的生物材料，又有助于降低我國的醫(yī)療費(fèi)用負(fù)擔(dān)。的確，從不增加病人截肢痛苦、確保骨與關(guān)節(jié)功能以及節(jié)省醫(yī)療費(fèi)用的角度看，丁傳賢院士和其團(tuán)隊研發(fā)的等離子噴涂生物陶瓷人造骨及關(guān)節(jié)技術(shù)的普遍應(yīng)用，正惠及越來越多的患者。

提攜后學(xué)　甘為人梯

丁傳賢院士也十分關(guān)心人才的培養(yǎng)和科研隊伍建設(shè)。他培養(yǎng)了多名高質(zhì)量、高素質(zhì)的博士、碩士研究生，其中不少已成為業(yè)界的骨干和精英，多人榮獲中國科學(xué)院院長獎、劉永齡獎、寶鋼獎和嚴(yán)東生獎學(xué)金等獎項。

在導(dǎo)師丁傳賢的悉心指導(dǎo)下，李劍鋒、祝迎春、劉宣勇、薛衛(wèi)昌和陳煌等人的博士論文分別獲得各類冠名獎。祝迎春在國外工作多年，回國后入選中科院“百人計劃”、“浦江人才”計劃等；劉宣勇的博士學(xué)位論文《等離子噴涂生物活性硅灰石涂層研究》獲得“全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎”，全國每年僅有不到百篇的博士論文能獲此殊榮。雖然有不少國外科研單位向劉宣勇伸出橄欖枝，但他卻放棄了所有的出國機(jī)會，選擇留在上海硅酸鹽所繼續(xù)他的課題，潛心研究生物涂層材料。這要感謝他人生道路上的領(lǐng)航人丁傳賢院士，當(dāng)他考入上海硅酸鹽研究所攻讀博士學(xué)位時，是丁院士引導(dǎo)他從事生物涂層材料的研究，而在他人生遇到重大轉(zhuǎn)折之時，丁院士曾說：“如今在國內(nèi)已經(jīng)有了自己的研究方向，如果出國肯定要跟隨別人的團(tuán)隊而更換研究方向，還不如留下來，沿著現(xiàn)有的研究方向堅定地走下去，能出很好的原創(chuàng)性成果?！薄斑x擇了就不能放棄，只要認(rèn)定了研究方向，在國內(nèi)做出來的成績不一定比國外的成果差”。

由于丁院士當(dāng)年的引導(dǎo)，劉宣勇選擇了留在國內(nèi)延續(xù)課題，今日成績令人矚目：他專攻生物醫(yī)用材料表面改性研究，先后承擔(dān)多項國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家重大科學(xué)研究計劃以及國家自然科學(xué)基金等項目的研究工作，獲得了多項原創(chuàng)性研究成果：在國際上率先制備出生物活性鈣硅酸鹽涂層，提出納米氧化鈦涂層表面活化機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)硅表面的非晶和氫化是硅單晶具有生物活性的關(guān)鍵等等。迄今他共發(fā)表SCI論文200余篇，編著和主編專著4部，獲授權(quán)專利19項；獲得“上海市自然科學(xué)牡丹獎”、“上海市自然科學(xué)獎一等獎”、“中國科學(xué)院盧嘉錫青年人才獎”、“中國機(jī)械工程學(xué)會青年科技成就獎”、“中國科學(xué)院院長優(yōu)秀獎”、“國家杰出青年科學(xué)基金”等系列獎項；榮獲“上海市青年科技啟明星”、“上海青年科技英才”、“上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人”、“上海市新長征突擊手標(biāo)兵”等榮譽(yù)稱號。劉宣勇現(xiàn)已成為我國生物醫(yī)用材料表面改性研究領(lǐng)域的青年科學(xué)家和學(xué)術(shù)帶頭人。

在學(xué)生的眼里，導(dǎo)師丁傳賢平易近人，和藹可親，對晚輩關(guān)心幫助。但在科研和學(xué)問上，要求嚴(yán)格，鼓勵學(xué)生有自己的科研想法，幫助學(xué)生培養(yǎng)正確的科研習(xí)慣。據(jù)學(xué)生介紹，從他日常對待審稿的態(tài)度上就能夠看出來。丁老師審稿的時候，文章標(biāo)點符號的使用也關(guān)注，丁老師還審閱學(xué)生的實驗記錄，指出不足，敦促改進(jìn)。

丁傳賢在中國材料科學(xué)的奠基人之一、著名科學(xué)家嚴(yán)東生等老一輩指導(dǎo)下工作。在長期的共同工作中，他從嚴(yán)東生先生身上學(xué)到了為人師表、嚴(yán)于律己的高尚師德。他至今還珍藏著自己早年的嚴(yán)先生修改的論文手稿，回憶當(dāng)年先生在科研上的言傳身教，丁傳賢深情地說：“他一字一句地給我修改論文，極嚴(yán)格仔細(xì)！”丁傳賢也希望將自己的所學(xué)傳給學(xué)生。

丁傳賢院士，為人低調(diào)，不事張揚(yáng)，胸懷坦蕩。正所謂“嚴(yán)”師出高徒，他對自己學(xué)生的嚴(yán)格要求和精心培養(yǎng)，也正是源于嚴(yán)先生高尚師德的傳承和延續(xù)。丁院士的學(xué)生們又接力指導(dǎo)和培養(yǎng)自己的學(xué)生，使這種精神代代相傳下去。

嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)　必有收獲

數(shù)十年來，丁傳賢院士用始終如一的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度潛心科研，默默耕耘，開展等離子體噴涂涂層材料的研究，獲得了較好的成果。他是國內(nèi)從事這一方面研究較早、時間較長、成果較多的一員。

世界上第一臺等離子噴涂設(shè)備1958年在美國問世，使噴涂制備高熔點材料（陶瓷等）涂層成為可能。幾年后，我國自主研發(fā)的可供實用的等離子噴涂設(shè)備在上海誕生，研制者便是上海硅酸鹽所年輕的的助理研究員丁傳賢。為此，由中科院院長郭沫若簽署向硅酸鹽所頒發(fā)了科技成果優(yōu)秀獎，國家計委、經(jīng)委和科委聯(lián)名頒發(fā)了新產(chǎn)品三等獎，丁傳賢成為這項國家級新產(chǎn)品獎的獲獎人。他研制的等離子噴涂生物陶瓷人造骨及關(guān)節(jié)涂層先后獲國家發(fā)明三等獎、上海市科技進(jìn)步二等獎和上海市自然科學(xué)一等獎，并被收入1989年國家科委編輯出版的中華人民共和國重大科技成果選集（1979～1988年）。

為表彰丁傳賢為國防現(xiàn)代化建設(shè)作出的貢獻(xiàn)，中華人民共和國國防科委技術(shù)工業(yè)委員會給他頒發(fā)了“獻(xiàn)身國防科技事業(yè)”榮譽(yù)證章。

2009年，在國務(wù)院批準(zhǔn)中國科學(xué)院成立我國第一所研究生院30周年之際，為表彰丁傳賢在人才培養(yǎng)方面的社會貢獻(xiàn)，他被授予“中國科學(xué)院研究生院杰出貢獻(xiàn)教師”榮譽(yù)稱號。

2016年5月，“2016年國際熱噴涂大會暨國際熱噴涂展覽會”在上海召開。來自30余個國家和地區(qū)的國際熱噴涂領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者與知名廠商代表400余人參加了會議。為表彰丁傳賢院士在熱噴涂領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，經(jīng)美國金屬學(xué)會（ASM）熱噴涂同行專家的推薦和評選，丁傳賢院士入選ASM熱噴涂名人堂（Thermal Spray Hall of Fame），成為我國首位獲此榮譽(yù)的學(xué)者。

如今，年逾80高齡的丁傳賢院士，在相伴自己幾十年的實驗室里依然從事科研，在培育新人的教育事業(yè)中仍在無私奉獻(xiàn)……

（柳斌執(zhí)筆）